Serine

På Serine det er en aminosyre som er en av de tjue naturlige aminosyrene og ikke er essensiell. D-formen av serin fungerer som en co-agonist i nevronal signalering og kan spille en rolle i forskjellige psykiske sykdommer.

Hva er serin

Serin er en aminosyre med strukturformelen H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. Det forekommer i L-form og er en av de ikke-essensielle aminosyrene, da menneskekroppen kan produsere den selv. Serine skylder navnet sitt til det latinske ordet "sericum", som betyr "silke".

Silke kan tjene som et råstoff for serin ved teknisk å bearbeide sericin silke lim. Som alle aminosyrer har serin en karakteristisk struktur. Karboksylgruppen består av atomsekvensen karbon, oksygen, oksygen, hydrogen (COOH); karboksylgruppen reagerer sur når et H + -ion blir delt av. Den andre gruppen med atomer er aminogruppen. Det er sammensatt av ett nitrogenatom og to hydrogenatomer (NH2).

I motsetning til karboksylgruppen har aminogruppen en grunnleggende reaksjon ved at den fester et proton til det ene paret elektronene på nitrogenet. Både karboksylgruppen og aminogruppen er de samme for alle aminosyrene. Den tredje gruppen av atomer er sidekjeden, som aminosyrene skylder deres forskjellige egenskaper.

Funksjon, effekt og oppgaver

Serine har to viktige funksjoner for menneskekroppen. Som aminosyre er serin en byggestein for proteiner Proteiner er makromolekyler og danner enzymer og hormoner samt basiske stoffer som aktin og myosin som utgjør muskler.

Immunsystemets antistoffer og hemoglobin, det røde blodpigmentet, er også proteiner. I tillegg til serin, er det nitten andre aminosyrer som forekommer i naturlige proteiner. Den spesifikke ordningen av aminosyrene skaper lange proteinkjeder. På grunn av deres fysiske egenskaper, bretter disse kjedene seg og danner en romlig, tredimensjonal struktur. Den genetiske koden bestemmer rekkefølgen på aminosyrene i en slik kjede.

I de fleste menneskelige celler er serin i sin L-form. I kontrast produseres D-serin i nervesystemets celler - nevronene og glialcellene. I denne varianten fungerer serin som en co-agonist: den binder seg til reseptorene til nerveceller og utløser derved et signal i nevronen som den overfører som en elektrisk impuls til sin axon og fremover til neste nervecelle. På denne måten skjer informasjonsoverføringen i nervesystemet.

Et messenger-stoff kan imidlertid ikke binde seg til hver reseptor når som helst: I henhold til lås og nøkkelprinsippet må nevrotransmittere og reseptorer ha egenskaper som samsvarer med hverandre. D-serin forekommer blant annet som en co-agonist ved NMDA-reseptorene. Selv om serin ikke er det viktigste messenger-stoffet der, har det en forsterkende effekt på signaloverføring.

Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier

Serin er viktig for at kroppen skal fungere. De menneskelige celler danner serin ved å oksidere og aminere 3-fosfoglyserat, det vil si ved å tilsette en aminogruppe. Serin er en av de nøytrale aminosyrene: Aminogruppen har en balansert pH-verdi og er derfor verken syre eller basisk. I tillegg er serin en polar aminosyre.

Siden det er en av byggesteinene til alle humane proteiner, er det veldig vanlig. L-serien danner den naturlige varianten av serin og forekommer hovedsakelig ved en nøytral pH-verdi på rundt syv. Denne pH-verdien råder i kroppens celler, hvor serin behandles. L-serin er en zwitterion. Det opprettes en zwitterion når karboksylgruppen og aminogruppen reagerer med hverandre: protonen til karboksylgruppen vandrer til aminogruppen og der festes seg til det ene elektronparet.

Zwitterion har derfor både en positiv og negativ ladning og er ikke ladet som en helhet. Kroppen bryter ofte serin til glycin, som også er en aminosyre som i likhet med serin er nøytral, men ikke-polær. Serin kan også produsere pyruvat, som også er kjent som acetylformic acid eller pyruvic acid. Det er en keto-karboksylsyre.

Sykdommer og lidelser

I sin L-form forekommer serin i nevroner og gliaceller, og det spiller sannsynligvis en rolle i forskjellige psykiske sykdommer. L-serin binder seg som en co-agonist til N-metyl-D-aspartatreseptorer, eller NMDA-reseptorer for kort. Det styrker effekten av nevrotransmitteren glutamat, som binder seg til NMDA-reseptorene og derved aktiverer nervecellene.

Lærings- og minneprosesser er avhengig av NMDA-reseptorene; det indikerer ombygging av synaptiske forbindelser og derved endrer nervesystemets struktur. Denne plastisiteten uttrykkes som læring på makronivå. Vitenskapen anser denne forbindelsen som relevant for mental sykdom. Psykiske sykdommer fører til en rekke funksjonsnedsettelser, som ofte også inkluderer hukommelsesproblemer. Feilige læringsprosesser kan også bidra til utvikling av mental sykdom. Et eksempel på dette er depresjon. Depresjon fører til dårlig kognitiv ytelse, spesielt når det er veldig alvorlig. Evnen til å lære og hukommelse forbedres imidlertid igjen når depresjonen avtar.

En gjeldende teori antar at hyppig aktivering av visse nervebaner øker sannsynligheten for at disse traseene vil bli aktivert raskere i tilfelle fremtidig stimuli: stimulusgrensen synker. Dette hensynet er basert på en avblokkering av reseptorene, noe som kan forklare prosessen. I tilfelle av psykiske sykdommer som depresjon eller schizofreni, kan det være en forstyrrelse i denne prosessen, noe som kan forklare minst en del av de respektive symptomene. I denne sammenheng bekrefter innledende studier effekten av D-serin som et antidepressivt middel.